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标题

1-MCP结合MAP处理对空心李的保鲜效应

范文

张举印董晓庆

摘要?对1-甲基环丙烯（1-MCP）、自发气调包装（MAP）以及二者结合（1-MCP+MAP）对（20±1）℃下空心李果实采后贮藏效果的影响进行研究。结果表明，在相同贮藏条件下，1-MCP、 MAP和1-MCP+MAP 三者均能不同程度延缓果实硬度的下降，抑制原果胶和纤维素降解及可溶性果胶增加，降低PG、PME和Cx活性，阻止果实营养成分的流失。其中，1-MCP结合MAP处理是较理想的空心李果实的保鲜方式。

关键词?空心李;1-MCP;自发气调包装;保鲜

中图分类号?TS?255.3文献标识码?A文章编号?0517-6611（2020）17-0197-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.17.051

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Preservation Effects of 1?MCP Treatment Combined with MAP on Hollow Plum

ZHANG Ju?yin1， DONG Xiao?qing2

（1.Liyang Secondary Vocational School of Jiangsu Province， Liyang，Jiangsu 213330;2.Agricultural College， Guizhou University， Guiyang， Guizhou550025）

Abstract?The effects of modified atmosphere packaging（MAP）， 1?methylcyclopropene（1?MCP）and a combination of MAP and 1?MCP on the storage of hollow plums after harvest were studied at （20±1）℃. The result showed that under the same storage conditions， compared with control， MAP，1?MCP and 1?MCP+MAP could delay the decline of firmness， inhibit the degradation of protopectin，cellulose and the increase of soluble pectin， reduce the activities of PG， PME and Cx， and prevent the loss of fruit nutrients to varying degrees. Among them， the combination of MAP with 1?MCP was an ideal processing method for the preservation of hollow plums.

Key words?Hollow plum;1?MCP;Modified atmosphere packaging;Preservation

空心李（Prunus salicina Lindl ‘Kongxin plum）是薔薇科李亚科李属植物，因果实果肉与果核自然分裂而得名，主要产于贵州省沿河土家族自治县，是贵州省特色水果[1]。空心李同其他李子品种一样，采收期通常集中在7月份高温炎热季节，因此空心李果实在常温下很容易腐烂、变软，严重影响果实的商品品质和价值。果实采后衰老是空心李品质劣变的突出问题，因此如何控制果实采后衰老进程成为空心李果实贮藏过程中亟待解决的问题。

果实衰老是一个复杂的生理生化过程，细胞壁降解、乙烯产生、活性氧的代谢失调、膜脂过氧化、细胞程序性死亡等均可以促进果实软化，其中细胞壁代谢是果实软化的重要因素之一。果实的细胞壁主要由果胶、半纤维素和纤维素等多糖类物质构成，此外还含有少量蛋白质和一些酚醛类物质[2]。在果实贮藏过程中，与细胞壁分解代谢相关的酶（如果胶酶、纤维素酶等水解酶）活性升高，细胞壁代谢相关基因（如扩张蛋白基因）的大量表达等致使细胞壁物质降解，纤维素、半纤维素和果胶等大分子物质减少，胞间层解离，胞壁间产生空隙，细胞壁结构破坏，果实硬度下降[3-5]。近年来，果实细胞壁代谢与贮藏保鲜的关系及关于细胞壁降解的调控机理研究得到了长足发展，但由于不同种类、不同品种及不同产地的果实细胞壁的结构和物质存在差异，贮藏保鲜方法及细胞壁代谢的调控机理有所区别[6-7]。

自发气调包装（MAP）是利用不同透气性的包装袋产生一定的气调环境条件，抑制导致园艺产品变质腐败的生理生化过程及微生物活动，从而调节产品的代谢活动，以提高保鲜效果的方法[8]。MAP在苹果[9]、核桃[10]、柿[11]、枸杞[12]等果实上的保鲜效果显著，能降低果实腐烂率和延长贮藏期。1-甲基环丙烯（1-MCP）能推迟果实细胞壁降解酶的活性，延缓细胞壁降解物质的降解，其作用机理可能是1-MCP 处理争夺了乙烯与受体结合的机会，在一定程度上抑制了乙烯诱导的相关反应[13-14]。

1?材料与方法

1.1?试验材料及其处理

试验所用空心李于2017年7月16日采自沿河土家族自治县沙子镇鑫兴李王农民专业合作社（108.32°E，28.32°N），空心李果树为10年生树龄，行间距3.5 m×4.0 m，所有果实均采自树冠外围向阳面。采集完立即运送到贵州大学农学院园艺系实验室，筛选大小均匀一致、无损伤、无病虫害的果实，随机分成4组：

①对照（CK），不作任何处理，直接保存于纸箱（30 cm×20 cm×16 cm）中，貯藏于（20±1）℃下;

②1-MCP处理（1-MCP），将空心李果实置于含1.0 μL/L 1-MCP（SmartFreshTM，014%活性成分，AgroFresh Inc.）的密闭容器中熏蒸 24 h，然后通风，将果实于常温（20±1）℃下保存于纸箱中（纸箱大小同上）;

③自发气调包装处理（MAP），在（20±1）℃、1.01×105 Pa下，将空心李果实置于0.03 mm厚的聚乙烯（PE）包装袋内（长 65 cm，宽65 cm，购于天津国家农产品保鲜工程技术研究中心），在 20 ℃、1.01×105 Pa下对氧气和二氧化碳的透气率分别为477×103 mL/（m2·d）和1.57×104 mL/（m2·d），透湿率为367 g/（m2·d）（相对湿度50%），挽口密封贮藏于纸箱内（纸箱大小同上）;

④1-MCP结合自发气调包装处理（1-MCP+MAP），先将空心李果实置于含1.0 μL/L 1-MCP的密闭容器中熏蒸24 h，然后取出置于气调包装袋内挽口密封处理，贮藏于纸箱（纸箱大小同上）内。

每个处理重复3次，每个重复120个果实，所有果实贮藏于（20±1）℃下，定期随机取样测定各指标。

1.2?主要试剂

1-MCP（0.14% 活性成分）由美国罗门哈斯公司提供;咔唑、无水乙醇、半乳糖醛酸、浓硫酸、95%乙醇、冰醋酸、无水乙酸钠、氯化钠、多聚半乳糖醛酸、柠檬酸、柠檬酸钠、3，5-二硝基水杨酸、羟甲基纤维素钠、葡萄糖（分析纯）、果胶、碳酸钠、碘化钾、结晶碘、硫代硫酸钠（分析纯）、重铬酸钾、纤维素、可溶性淀粉等。

1.3?仪器与设备

GY-4型硬度计，为浙江托普云农科技股份有限公司产品;FA-2104分析天平，为上海良平仪器仪表有限公司产品;CP213电子天平，为美国奥豪斯公司产品;DK-98-II双列八孔电热恒温水浴锅，为天津泰斯特仪器有限公司产品;2-JR冷冻离心机，为美国TOMOS公司产品;YG16W台式高速离心机，为长沙平凡仪器仪表有限公司产品;UV752紫外分光光度计，为上海佑科仪器有限公司产品;移液枪，为德国Eppendorf公司产品。

1.4?测定项目与方法

1.4.1?硬度。每个重复随机取10个果实，在每个果实赤道部位对称取2个点，去皮，使用GY-4手持硬度计（探头直径11 mm，测定深度 8 mm）测定，单位为kg/cm2。

1.4.2?原果胶含量和可溶性果胶含量。参考曹建康等[15]和王鸿飞等[16]的方法分别提取原果胶和可溶性果胶，原果胶含量和可溶性果胶含量均采用咔唑法测定。

1.4.3?纤维素含量。参考曹建康等[15]和王鸿飞等[16]的方法提取纤维素，纤维素含量采用蒽酮法测定。

1.4.4?细胞壁降解酶酶液制备和酶活性测定。酶液制备参考曹建康等[15]的方法并略加改进。取空心李果肉4 g，置于经预冷的研钵中，再加入8 mL经预冷的95%乙醇，冰浴研磨，转入离心管中低温放置10 min，4 ℃、12 000 r/min下离心15 min。去上清液，在沉底物中加入4 mL经预冷的80%乙醇，低温放置10 min，4 ℃下12 000 r/min离心15 min，上清液用于酶活性测定。多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性以半乳糖醛酸为底物，采用比色法进行测定;果胶甲脂酶（PME）活性以果胶为底物，采用碘液滴定法进行测定;纤维素酶（Cx）活性以羧甲基纤维素为底物，采用比色法进行测定。

1.5?数据统计与分析

使用Microsoft Excel软件进行数据计算和绘图，使用SPSS 20.0统计软件进行数据统计与分析，以最小显著差异值（least significant difference，LSD）小于0.05判定为差异显著（P<0.05 表示差异显著，P<0.01 表示差异极显著）。试验结果均以“平均值±标准误”表示。

2?结果与分析

2.1?不同处理对空心李果实硬度的影响

由图1可知，不同处理下空心李果实硬度整体上呈现“慢-快-慢”的变化趋势，即从采收贮藏至第6天为缓慢软化期，第6～10天为快速软化期，第10天后其硬度下降缓慢。贮藏前10 d，对照（CK）果实硬度平均每天下降22.78%，而1-MCP、MAP和1-MCP+MAP处理果实硬度每天平均分别下降14.83%、2199%和14.72%。1-MCP、1-MCP+MAP与对照（CK）差异显著（P<0.05），MAP处理与对照（CK）差异不显著（P>005）。贮藏第12天，1-MCP处理和1-MCP+MAP处理果实硬度分别为3.91和4.07 kg/cm2，比对照（CK）分别高1278%和1768%。

2.2?不同处理对空心李果实细胞壁组分的影响

2.2.1?原果胶含量。

由图2可知，不同处理的空心李果实原果胶含量呈逐渐下降的趋势。贮藏前4 d，对照（CK）果实原果胶含量迅速下降，1-MCP、MAP、1-MCP+MAP处理果实原果胶含量缓慢下降，平均每天分别下降0023、0.015、0020和0.013 mg/g，3个处理均延缓了原果胶含量的降解速率，其含量分别比对照（CK）低1891%、7.02%和22.81%。

2.2.2?可溶性果胶含量。

由图3可知，1-MCP+MAP处理显著抑制了贮藏前期果实可溶性果胶含量的增加（P<0.05），贮藏第8天果实可溶性果胶含量达到最高值，为0135 mg/g。1-MCP处理、MAP处理与对照（CK）可溶性果胶含量从第6天开始达到最大值（P<0.05），分别为0.154、0113和0.123 mg/g。

2.2.3?纤维素含量。

由图4可知，不同处理空心李果实纤维素含量随采后贮藏时间的延长而逐渐下降。贮藏第12天，对照（CK）、1-MCP、MAP和1-MCP+MAP处理纤维素含量分别降低了65.39%、33.49%、57.58%和3735%，3个处理降解率显著低于对照（CK）（P<0.05）。1-MCP和1-MCP+MAP处理对纤维素降解的抑制作用差异不显著（P>0.05）。

2.3?不同处理对空心李果实细胞壁降解酶活性的影响

2.3.1?多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性。

由图5可知，对照（CK）和MAP处理果实PG活性的变化趋势相似，第6天PG活性达到最高值，分别为18.23和13.22 mg/（h·g），MAP处理抑制了PG活性（P<0.05）。1-MCP和1-MCP+MAP处理PG活性的变化规律一致，PG活性在第2、8天有2个高峰，峰值均比对照（CK）和MAP 处理要低，第8天达到峰值，分别为13.26和12.75 mg/（h·g），分别比对照（CK）低2728%和3009%。这说明1-MCP处理推迟了PG活性高峰的出现，并降低了活性峰值，但1-MCP和1-MCP+MAP处理间差异均不显著（P>0.05），但与对照（CK）相比均存在极显著差异（P<0.01）。

2.3.2?果胶甲脂酶（PME）活性。

由图6可知，贮藏第4天对照（CK）、MAP、1-MCP和1-MCP+MAP处理的PME活性均达到最大值，分别为15.90、11.19、10.99和815 mmol/（h·g），分别为贮藏初期果实的6.2倍、4.3倍、4.3倍和3.2倍。3个处理均显著抑制了PME活性的上升（P<0.05），此后PME活性开始逐渐降低，而对照（CK）PME活性降低较快。

2.3.3?纤维素酶（Cx）活性。

由图7可知，1-MCP、MAP、1-MCP+MAP处理与对照（CK）果实Cx活性的变化趋势相似，均随着贮藏时间的延长而略有升高。（20±1）℃下贮藏12 d时Cx活性分别为2 550.56、1 355.02、1 877.53和762.06 μg/（h·g），与对照（CK）相比1-MCP、MAP以及1-MCP+MAP处理对Cx活性的抑制作用存在显著差异（P<005）。

2.4?果实硬度、细胞壁组分及其降解酶活性的关系

对各处理空心李果实硬度、细胞壁组分含量（原果胶含量、可溶性果胶含量、纤维素含量）及细胞壁降解酶（PG、PME、Cx）活性间的相关性进行分析，结果见表1。

由表1可知，空心李果实硬度与细胞壁组分和降解酶活性间存在密切的相关性。在细胞壁组分中，果实硬度与原果胶含量和纤维素含量存在显著正相关（P<0.05），但硬度与可溶性果胶含量的关系表现不一，1-MCP+MAP处理呈现出极显著负相关（P<0.01），1-MCP处理呈现出显著负相关（P<005），而对照（CK）和MAP处理间不存在显著相关性（P>005）。果实硬度与PG活性、PME活性间存在显著负相关（P<0.05），其中对照（CK）果实硬度与PG活性、PME活性均存在极显著负相关（P<001）;各处理果实硬度与Cx活性的关系表现不一，其中对照（CK）和MAP处理表现出显著负相关（P<0.05），而1-MCP和1-MCP+MAP处理未表现出显著相关性（P>0.05）。3个处理和对照（CK）原果胶含量与PG活性、PME活性均呈现显著相关性（P<005）。可溶性果胶含量与PG活性、PME活性及Cx活性没有表现出显著相关性（P>0.05）;纤维素含量与Cx活性间存在显著负相关（P<005）。

3?结论

采后空心李果实软化与细胞壁代谢密切相关。1-MCP结合MAP处理能够降低PG、PME和Cx活性，抑制原果胶和纤维素的降解及可溶性果胶的增加。果实硬度与原果胶和纤维素的含量呈显著正相关，与可溶性果胶含量关系表现不一;果实硬度与PG、PME活性呈显著负相关，与Cx活性的关系各处理表现不一。

4?讨论

一般认为，果实后熟软化是由多种细胞壁水解酶共同作用引起的细胞壁物质变化和细胞壁结构破坏[2]。果实细胞壁物质组分主要是由果胶、纤维素等多糖类物质组成，是维持果实硬度的重要物质基础。因此，细胞壁组成成分的变化对果实软化起着重要作用。果实硬度是判断果实软化后熟程度的重要标准，与多种细胞壁物质及其降解酶的代谢相关。果胶物质主要存在于细胞壁的中胶层，在果实软化过程中，由于果胶多糖的存在，果胶多糖不溶解果胶物质，将原果胶转化为可溶性果胶，导致相邻细胞的黏合力下降，从而引起果实的软化后熟[17-18]。该研究结果显示，空心李果实采收时果肉硬度较高，随着果实软化后熟，果实中原果胶含量不断下降，可溶性果胶含量先升高再降低，果实硬度降低。该研究结果表明1-MCP、MAP以及1-MCP+MAP处理可以延缓空心李果实贮藏过程中细胞壁原果胶、纤维素的降解，保护果胶物质免受水解酶的作用，维持正常的果胶质分布状态，从而减少可溶性果胶和果胶酸的含量。此结果与Oritz等[19]研究结果相一致。该试验结果还表明，在空心李果实软化后熟过程中，果实硬度与原果胶呈显著正相关，与可溶性果胶的相关性表现不一。空心李软化与果实细胞壁果胶降解存在密切相关，这与李丽梅等[20]研究结果相一致。随着空心李果实的后熟软化，纤维素含量持续降低，说明果实硬度与纤维素含量存在正相关。

大量研究表明，果实软化后熟是由于多种细胞壁降解酶水解细胞壁，造成细胞间离散，在果实软化后熟中起着重要作用[2，4，21-23]。PME与PG都是参与果胶物质降解的酶。PME主要使果胶去甲酯化，催化转化为果胶酸，导致细胞分离，同时生成适合于PG作用的底物，使得PG沿着多聚半乳糖醛酸主链水解果胶酸，使其降解，导致细胞壁解体，果实后熟软化[2]。该研究结果表明，空心李贮藏过程中PME和PG整体上都表现出先上升后下降的变化趋势，在出现呼吸跃变后果实已达完全成熟状态。1-MCP处理及1-MCP+MAP处理显著抑制了果实PME和PG活性，抑制了果实原果胶的降解，避免果实的腐烂衰败。該研究结果还表明，果实硬度与PME活性、PG活性间存在显著负相关，说明PME、PG活性的增加有助于果胶物质的转化，对空心李果实成熟软化起着重要作用。对比前人研究结果[3，24]发现，PME在果实发育早期和成熟过程中具有较高的活性，虽然PG在果实软化过程中起着重要作用，但并不是果实成熟软化的主导因素。Cx是一种能够降解羧甲基纤维素的水解酶，它主要通过降解纤维素而使细胞壁遭到破坏，促进果实软化，一般与PME、PG协同作用，完成对纤维素的降解[25]。该研究发现1-MCP、MAP以及1-MCP+MAP处理显著抑制了果实Cx活性。果实软化一般伴随着纤维素酶活性的增加和纤维素的降解，与细胞壁可溶性成分含量呈正相关，与难溶性成分含量呈负相关。该研究结果显示，果实硬度与Cx活性并不全存在显著相关性，其中对照和MAP处理表现出显著负相关，而1-MCP处理和1-MCP+MAP处理没有表现出相关性，这可能与不同处理有关。因此，Cx活性可能与空心李果实软化后熟关系不大，Cx活性可能是空心李果实软化的启动因子，但不是决定因子，其作用机理尚需进一步探讨。

MAP处理利用不同透气性的包装袋产生一定的气调环境条件，抑制导致食品变质腐败的生理生化过程及微生物活动，从而调节产品的代谢活动，以达到提高保鲜效果的目的[8，26]。该试验结果显示，MAP处理降低了采后空心李果实PG、PME和Cx的活性，减缓了原果胶和纤维素的降解。1-MCP作为一种新型的乙烯受体抑制剂，无毒，无异味，通过阻断乙烯和受体的结合，保持果肉细胞结构的完整，抑制果实硬度的下降，控制果实软化后熟进程[27]。采后空心李果实经过1-MCP处理后果实硬度、细胞壁物质及其酶降解被显著抑制，处理效果明显好于对照。该研究结果表明，MAP+1-MCP处理可以显著延缓空心李果实的软化。其原因可能是MAP能够在1-MCP抑制乙烯产生和呼吸作用的基础上用自身呼吸代谢产生出低O2、高CO2的保鲜环境，抑制果实后熟软化，减少养分消耗，进一步对空心李果实硬度、细胞壁物质及其降解酶活性有显著延缓作用。

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